Скатная кровля: конструкция и внутреннее устройство, схемы стропильных систем, несущие и ограждающие элементы, состав пирога крыши в разрезе, планы, чертежи

Расчет стропильной системы

Определить нужное в стропильной системе сечение бруса двухскатной крыши, можно собрав все нагрузки, воздействующие на нее: вес покрытия, обрешетки, снега, давление ветра, осадки.

Постоянные нагрузки можно определить по весу 1 м2 кровельного покрытия, обрешетки

Важно что бы вес на 1 м2 кровли был в пределах 40-45 кг

Переменные нагрузки от снега, ветра рассчитываются по табличным значениям нормативных документов СНиП, в зависимости от высоты здания, температурной зоны. Нагрузка от снега, равна его весу, умноженного на коэффициент, зависящий от уклона ската. Все эти расчеты выполняются при проекте.

А если нет проекта, и кровля возводится на небольшое здание? Нужно посмотреть на строительство дома по соседству, которое выполняется по проекту, по площади кровли одинаковой с вашей постройкой. Стропильная система двухскатной крыши послужит образцом.

Размеры бруса для стропила

На верхней точке укладывается конек, который соединяет стропила. Высота конька зависит от наклона кровли. На наклон влияет выбор материала покрытия. Минимальные размеры таковы:

для черепичных кровель, шифера 22 гр.;
для металлочерепицы — 14 гр.;
ондулин — 6 гр.;
профнастил — 12 гр.

Оптимальный угол 35-45 гр. наклона, обеспечивает быстрый сброс воды и снега. В регионах с сильными ветрами, кровли делают пологими и тогда угол наклона в пределах 20-45 градусов.

Определить высоту можно по формуле: Н=1/2Lпр*tgA. Где А угол наклона, L-ширина здания.

Рассчитать длину стропила на двухскатную крышу, можно по формуле: Lcтр=1/2Lпр*sinA.

Задача упрощается, при использовании готовой таблицы. От ширины здания и угла наклона, зависит коэффициент. Коэффициент умножить на 1⁄2 ширины здания.

Стропила изготавливают из брусков сосны или ели, сечением 50×100 мм, 50*150 мм.

Размер стропил зависит от шага. Шаг стропил меньше, устанавливается большее количество, сечение будет уменьшаться. Расстояние между стропилами у двухскатной крыши находится в диапазоне от 600 мм до 1800 мм, все зависит от конструкции крыши и используемых для её строительства материалов.

Таблица размеров стропил, в зависимости от шага их установки
Длина стропил, мм	Расстояние между стропилами, мм	Размер сечения бруса стропил, мм
до 3000	1200	80 × 100
до 3000	1800	90 × 100
до 4000	1000	80 × 160
до 4000	1400	80 × 180
до 4000	1800	90 × 180
до 6000	1000	80 × 200
до 6000	1400	100 × 200

Кровля не оканчивается на уровне стен, ее продлевают на 500 мм наружу. Стропильная нога может выступать, или наращивается доска или брусок. В таком случае влага не попадает на стену, не заливается фундамент.

Какие бывают двухскатные крыши

В состав двухскатной (или щипцовой) крыши входят два плоских наклонных прямоугольника, которые называются кровельными скатами. При их монтаже соблюдается определенный угол по отношению к внешним стенами постройки. Скатный наклон позволяет природным осадкам стекать вниз естественным путем. Желание сделать свою крышу более интересной и оригинальной выражается в обустройстве неравных наклонов скатов, когда конек располагается не по центру здания. В таком случае длинна скатов будет отличаться друг от друга, что сказывается на рациональности использования подкровельного пространства.

Ломанную щипцовую крышу применяют в случае обустройства на чердаке мансардного помещения. За счет подобно конструкционного решения достигается некоторое увеличение чердачного пространства, дополнительно изолируемого от холода и влаги. Основой двухскатной симметричной крыши является равнобедренный треугольник. Данная классическая конструкция по причине простоты сооружения пользуется высокой популярностью среди опытных и начинающих строителей.

Какие бывают виды крыш по конструкции

Скатная крыша темного цвета

Выбор очень велик, поскольку имеется множество конструктивных решений формы крыши. Простейший вариант – односкатная крыша. Самый распространенный – двускатная. Сложной в строительстве, но при этом очень удобной в эксплуатации, является крыша вальмового типа.

Как же определить, какой вариант наилучшим образом подойдет именно для вашего дома? Сначала стоит определиться с их основными типами. Их два – плоская и скатная.

Плоская крыша
Конструктивно она не очень удобна, так как требует большого запаса прочности. Ведь она не имеет удобного естественного стока, с нее нелегко убирать снег, могут быть и проблемы с отведением дождевой воды. Ее стоит делать тогда, когда крыша должна использоваться как дополнительное пространство, на котором планируется что-либо размещать. Так что в наших условиях она используется достаточно редко.
Скатные крыши
Представлены целым рядом вариантов, и гораздо более удобны, чем плоские. Подходят для самых разных архитектурных решений домов, требуют меньшего запаса прочности, чем плоские крыши. С них легко сходит снег, легко отвести воду. Поэтому они получили широкое распространение и существуют в самых разных вариантах. Могут выполняться в чердачном и мансардном вариантах, отличающихся между собой по степени утепления, а главное – по особенностям конструкции.
Чердачная крыша
Чердачная крыша проще, поскольку не подразумевает создание жилого помещения непосредственно под крышей. Поэтому часто делается такая крыша своими руками, без помощи профессиональных мастеров.
Мансардная крыша
Мансардная крыша требует более сложных условий теплоизоляции и других конструкционных решений. Поскольку при ее возведении создается дополнительное функциональное жилое помещение. Самостоятельно мансардную крышу построить крайне сложно.

По геометрическим формам крыши скатного типа также отличаются:

Односкатная крыша.
Когда уклон крыши направлен в одну сторону на всем протяжении строения.
Двускатная крыша.
Когда наклон скатов на протяжении всего строения направлен в две противоположные стороны от максимально высокого ребра в центральной части крыши. Это один из самых распространенных вариантов крыши. Эффективно отводит осадки. Достаточно прост в исполнении, поэтому является классическим решением при строительстве крыши частного дома своими руками. Удобно и то, что под этой крышей можно создать чердачное или мансардное помещение.
Вальмовая крыша.
Вальмовая крыша имеет четыре ската, поскольку вместо фронтонов на торцах здания размещаются треугольные скаты – вальмы, также улучшающие отведение осадков с крыши.
Полувальмовая крыша.
Полувальмовая крыша (она же голландская) – это промежуточный вариант между двускатной и вальмовой, поскольку фронтон не заменяется полностью вальмами. Лишь в верхней части устраивается небольшой треугольный скат над фронтоном. Очень эффектно выглядит, но мало подходит под строительство крыши частного дома своими руками.
Шатровая крыша.
Шатровая крыша состоит из трех и более треугольных скатов, которые сходятся в одной наивысшей точке. Она эффективна в плане отведения осадков, с нее отлично сходит снег. Но при этом достаточно сложная конструктивно, требует помощи опытных строителей. Также, как и вальмовые конструкции.
Сложные типы крыш.
Сложные типы крыш – это многощипцовые и ломаные. Их используют для домов сложной архитектуры, с флигелями и другими конструктивными особенностями. Они создаются сложнее, чем предыдущие конструкции, требуют точного расчета и аккуратной разметки. Используются гораздо реже, чем вальмовая, и тем более – классическая двускатная крыша.
Купольные и конические крыши.
Гораздо более редким вариантом являются купольные и конические крыши, придающие домам оригинальный вид, но требующие мастерства при возведении. А главное – безупречного вкуса архитектора при их создании. Иначе могут выглядеть примитивно и вульгарно, несмотря на сложность конструкции. Как это случается с пристройками в виде башенок с конической крышей, которые последнее время набирают особой популярности.

Правила установки стропил наслонного типа

Наслонные стропила распорного типа по своей конструкции практически не отличаются от описанных выше трех вариантов, за исключением одного нюанса: вместо жесткого крепления стропил нужно использовать подвижное крепление. Распорные стропила такого типа отличаются тем, что для них не обязательно устанавливать прогон. Для распорной системы нужно очень тщательно закреплять мауэрлат к стенам дома. При этом они должны быть толстыми и крепкими.

Немного о наслонных стропилах с подкосами. Они представляют собой третью подстропильную ногу, которая работает на сжатие, и устанавливается с наклоном в 45 градусов. В итоге можно перекрывать даже 14-метровые пролеты, при этом балки могут быть использованы не самых больших сечений.

В расчете крепления подкосов нет необходимости, можно просто зафиксировать их с двух сторон, расположив под стропилами. Это предотвратит подкос от смещения

Нужно всего лишь ровно срезать угол подкоса, беря во внимание наклон стропил. Чтобы определиться с тем, какого сечения нужны узлы наслонных стропил, рассчитывают усилие на нажатие.

К последнему типу наслонных стропильных систем стоит отнести конструкции на подстропильных балках.

Если в вашем доме будет две несущие стены, понадобится устанавливать две подстропильные системы. В них входят балки, смонтированные на стороне крыши, которая длиннее. Под балками смонтированы стойки, а в качестве опор служит лежень и расположенные внутри стены дома. В случае отсутствия прогонов, стойки устанавливаются под всеми стропилами. Верхушки стропильных ног соединяются друг с другом, после чего их перевязывают накладками из дерева или стали. В виду отсутствия конькового прогона создается распор.

Затяжку устанавливают ниже сквозного прогона – таким способом избавляются от распора в безраспорной системе. Снизу стоек для улучшения устойчивости закрепляют схватки. Они выполняют функции ригеля, принимая на себя нагрузки сжатия, а также не дают стойкам упасть. Фиксируются расшивки крест-накрест.

В этой статье мы подробно рассказали о том, как усилить стропила двухскатной крыши, какими бывают такие системы, и как их устанавливать.

Типы каркасов щипцовой крыши

Различают 2 типа каркаса для двухскатной крыши: наслонный и висячий. Первый рекомендуют, когда в строении есть несущие внутренние стены. При устройстве такой системы, по центру устанавливают вертикальную балку, через которую вес кровли передается нагруженной стене, находящейся посредине здания. Обычно такое решение принимают, когда между наружными стенами здания больше 10 м.
В домах, ширина которых не превышает 10 м, обычно нет внутренних нагруженных стен. В этом случае устанавливают висячие стропила, которые опираются на несущие наружные стены. При этом возникают, негативно действующие на стены, распирающие усилия. Чтобы свести на нет это явление, между стропильными ногами монтируют нижние и верхние затяжки таким образом, чтобы образовался треугольник. Иногда в качестве нижних затяжек используют балки перекрытия, что дает возможность устроить на крыше мансардное помещение.

Двухскатная крыша: популярное решение при строительстве домов с жилым чердачным помещением

Как проводится расчет стропильной системы

Чтобы правильно определить параметры элементов, входящих в состав стропильной конструкции двухскатной крыши, необходимо понять, каким нагрузкам придется противостоять. Обычно выделяют три вида факторов, требующих обязательного учета – это постоянное, переменное и особое воздействие на стропильную систему.

Определение постоянных нагрузок

Речь идет о нагрузках, оказывающих постоянное воздействие на кровельный каркас – это вес кровли, гидроизоляционного материала, обрешетки, утеплителя, пароизоляции и прочих элементов системы. Для всех этих факторов характерно постоянство и непрерывность воздействия благодаря их фиксированному весу. Точное определение длины стропилин подразумевает проведение расчета массы кровельного пирога. Для получения конечного результата необходимо по очереди вычислить, сколько весит 1 м2 каждого слоя.

Для примера можно взять определение массы кровли, где в качестве финишного покрытия используется ондулин. Каждое из значений можно взять приблизительно, так как требований по ювелирной точности в данном случае нет. В состав кровельного пирога входит ондулин, гидроизоляция (чаще всего речь идет о полимерно-битумных составах), утеплитель (в этом случае – базальтовая вата) и обрешетка, сделанная из досок толщиной 25 мм.

Вес отдельно 1 м2 каждого слоя:

кровельный материал – 3,5 кг;
гидроизоляция – 5 кг;
утеплитель – 10 кг;
обрешетка – 14 кг.

Суммировав все эти показатели, получают общее значение: 3.5 + 5 + 10 + 14 = 32,5. Для того чтобы гарантировать прочность конструкции, к полученной сумме рекомендуется добавить 10%. Согласно рекомендациям профессиональных мастеров, при выборе материалов для кровельного пирога желательно не превышать уровень общей нагрузки в 50 кг/м2.

Расчет переменных нагрузок

Под переменными понимается сезонный тип нагрузок на крышу. Яркий пример – выпадение снега зимой, когда скапливающиеся на кровельной поверхности массы создают на нее дополнительную нагрузку. Для ее расчета существуют специальные карты с указанием средней массы выпадения снега для каждого региона страны. Весной, после повышения температуры, наблюдается снижение давления. К числу переменных относят и ветровую нагрузку, так как для этого погодного явления также характерна нестабильность воздействия. Для ее определения используется специальная формула с поправочными коэффициентами каждого из регионов.

Угол наклона

Расчет подходящего угла наклона двухскатной крыши во многом зависит от того, какой кровельный материал используется: у каждого из них имеются свои эксплуатационные характеристики. При использовании мягкого покрытия наклон скатов должен находиться в пределах 5-20 градусов. Более жесткое покрытие из шифера, металлочерепицы или профнастила желательно укладывать под углом 20-45 градусов.

Еще один важный фактор при определении степени крутизны скатов – климатические особенности региона. К примеру, если в местности, где постоянно дует сильный ветер соорудить кровлю большой высоты, в случае урагана ее может попросту сорвать. А вот если речь идет об обильных дождях и снегопадах, то чем круче скаты, тем быстрее с них будет сходить влага. Наиболее удобным во всех отношениях считается классический угол 45 градусов.

Шаг и длина стропилин

Стропильные ноги на двускатных крышах обычно размещаются на расстоянии 60-100 см друг от друга. На это влияют характеристики кровельного материала и общая масса конструкции крыши. Далее для определения количества стропилин производят деление размера ската на промежуток между стропильными парами, добавляя к полученному результату единицу. Для расчета длины стропил для крыши существуют специальные онлайн-калькуляторы. Также это можно сделать вручную, применив теорему Пифагора: искомый элемент в таком случае выступает гипотенузой прямоугольного треугольника. Ее длина определяется соотношением между катетом и косинусом противоположного угла.

Сечение стропил

Для возможности адекватного расчета этого параметра и определялась совокупная нагрузка на стропильную конструкцию. По мере ее возрастания сечение стропилин приходится брать больше. Толщина бруса в какой-то мере зависит от шага и длины стропильной ноги. Специально для этого разработаны таблицы, дающие возможность провести быстрый расчет сечения, ориентируясь на длину и шаг монтажа. В учет необходимо взять материал изготовления (разные породы дерева имеют разную прочность) и тип используемых элементов (уровень сопротивления нагрузкам у бревна, бруса и клееного бруса различается).

Монтаж кровли

Каркас крыши шатрового типа содержит следующие элементы:

стропила диагональные;
опорный брус (мауэрлат);
боковые и коньковые прогоны;
подкосы и раскосы.

При обустройстве шатровой крыши могут использоваться следующие виды диагональных стропил:

стропила висячего типа, опирающиеся на стены и создающие распирающее усилие по горизонтали (используются при отсутствии внутренних несущих перегородок);
наслонные стропила, опирающиеся не только на стены, но и на внутренние опоры (несущие перегородки).

В деревянных каркасных строениях вся стропильная система опирается на верхнюю обвязку основания здания (в срубах – прямо на верхние венцы конструкции).

В домах из кирпича в качестве опоры используется мауэрлат или специальный опорный брус, укладываемый на заранее подготовленные для этого стены. Их подготовка сводится обычно к выравниванию поверхности верхнего ряда кладки и заливке её стяжкой. Иногда (в целях лучшей привязки мауэрлата) в эту поверхность монтируются закладные элементы.

Сверху на неё по всему периметру здания монтируются опорные брусья и лежни, причём между кирпичной кладкой и мауэрлатом обязательно укладывается слой гидроизоляционного материала.

При подготовке шатровой крыши вам придётся использовать несколько типов стропильных ферм. Прежде всего, это скаты обычной формы, которые соединяются в коньке. Дополнительно могут использоваться боковые треугольные и диагональные стропила

При их монтаже основное внимание уделяется отсутствию расхождений по длине и углу наклона этих элементов, которые должны быть чётко выверены для всех четырех сторон. При этом длина свеса выбирается обычно исходя из особенностей конструкции и может достигать одного метра

После монтажа накосных стропил можно перейти к закреплению центральных (промежуточных). При этом не следует забывать о том, что они должны быть одного размера и размещаться строго параллельно. Один их конец крепится к мауэрлату, а другой – к коньку кровли.

После этого вы можете приступить к креплению угловых стропил к стропилам диагонального типа. С этой целью с обеих сторон накосных стропил устанавливается специальный черепковый брус.

В целях повышения прочности шатровой конструкции при монтаже может использоваться поперечная балка, укрепляющая систему центральных стропил.

В заключение вам остаётся лишь набить обрешётку и застелить кровельный материал.

До застилки кровельного покрытия требуется подготовить слой утеплителя, а также паро- и гидроизоляцию крыши, причём начинать такую подготовку рекомендуется с укладки гидроизоляции. Ее расстилают обычно по направлению снизу вверх с перекрытием листов на 10 см.

Поверху набивается контробрешётка, фиксирующая систему гидроизоляции и образующая зазор для вентиляции подкровельного пространства. С внутренней (нижней) стороны стропил укладывается утеплитель, закрываемый сверху слоем пароизоляции.

Монтаж конструкции

Стропильная система двухскатной крыши своими руками создается только после предварительного формирования чертежей и планов. Схема будущей контракции должна быть четкой и правильно рассчитанной. Для этого рекомендуется пользоваться специальными компьютерными программами.

Важно! При наличии денежных средств допускается обратиться в специализированные строительные компании для правильного расчета. Монтаж стропильной системы двускатной крыши делится на последовательные этапы:

Монтаж стропильной системы двускатной крыши делится на последовательные этапы:

К стенам строения фиксируется мауэрлат. Его монтаж производится по всей их длине. Если дом сделан из бревна, то мауэрлат выступает в качестве его верхнего венца. Если для строения выбран ячеистый бетон или кирпич, то монтируется он сверху несущей стены по всей ее длине. Требуется сращивать мауэрлат, для чего брусья запиливаются под прямым углом и соединяются болтами. Крепиться он может со смещением на сторону стены или по ее центру. Укладка производится на слой гидроизоляции, для чего обычно используется рубероид.
Создание стропильных ферм. Для этого допускается на крыше заняться установкой брусьев или сформировать конструкцию на земле, после чего она поднимается на крышу. Часто выбирается второй вариант, так как на крыше дома выполнять работы затруднительно. Но для поднятия сделанной конструкции придется пользоваться спецтехникой. Перед соединением ног стропил проверяется правильность их размеров и расположения.
Крепление стропильных ног. Сформированные пары поднимаются на крышу, после чего укладываются на мауэрлат. Для грамотного выполнения работы делаются снизу ног специальные запилы. Процесс начинается с торцов крыши, располагающихся противоположно друг к другу. Для получения идеального результата при установке элементов применяются временные крепежи. Между зафиксированными парами натягивается веревка, делающая монтаж последующих элементов упрощенным. Монтируются все стропильные ноги, причем проверяется правильность шага между ними. Далее устанавливается специальная опора конька. Все дополнительные элементы, используемые в стропильной системе, фиксируются вырубкой и скобами. Допускается удлинять стропильные ноги при необходимости.
Установка конька. Он создается с помощью грамотного соединения сверху всех стропильных ног. Для его формирования применяются разные методы, причем допускается для этого пользоваться опорным брусом или можно работать без него. Если используется брус, то допускается накладывать конек на него или применять метод врубки.
Стропильная система считается сделанной, но чтобы она была прочной и надежной, требуется капитально закрепить все элементы, поэтому устраняются все временные крепежи, на место которых применяются качественные изделия для фиксации всех частей системы.
Монтаж обрешетки. Данная конструкция предназначается для легкого перемещения по крыше, а также служит основанием для укладки кровли. Ее вид и параметры зависят от выбранной кровли. Сплошная обрешетка создается, если выбирается мягкая кровля. Обрешетка для металлочерепицы имеет расстояние между досками в пределах 35 см. Для обрешетки под профнастил или шифер этот параметр равен 44 см.

Видео по теме:

Таким образом, если грамотно подойти к работе, то можно самостоятельно получить действительно качественную и долговечную стропильную систему. Она будет прочной и надежной, а также легко справляющейся со всеми нагрузками и воздействиями за счет предварительного расчета всех ее параметров. Требуется только выбирать качественные материалы, грамотно производить расчет и точно следовать правильной последовательности действий.

Конструкция скатной кровли: разновидности и внутреннее устройство